广义上来说，凡是细胞培养体系中的外来成分或成分变化，都应视为污染，细胞污染不能完全被消除，但能减少其发生的频率和后果的严重性。细胞污染根据污染源主要可以分为物理性，化学性和生物性污染。
1、物理性污染
物理性污染通过影响细胞培养体系中的生化成分，从而影响细胞的代谢，如温度、放射线、振动、辐射(紫外线或荧光)会对细胞产生影响。常见的例子有：培养箱温度过高、周围放置能引起机械振动的设备、试剂放在有玻璃门的冰箱中长期受到光照等。物理性污染常常被人们所忽视或被笼统地归为化学性污染。
2、化学性污染
培养环境中许多化学物质都可以引起细胞的污染。化学物质并不总是抑制细胞的生长，某些化学物质如激素就可促进细胞的生长。未纯化的物质、试剂、水、血清、生长辅助因子及储存试剂的容器都可能成为化学性污染的来源。为了避免金属离子、有机分子、细胞内毒素等物质对水的污染，在配制液体，清洗容器时必须使用不含杂质的超纯水。细胞培养使用的所有物质都应是高纯度的，并经过权威机构的鉴定，实验者本人也应对上述成分进行纯度鉴定。同时，正确配置和储存培养液及试剂也是非常重要的，应该采取标准的操作步骤，避免液体体积计算错误，混用类似化合物等错误。
3、微生物污染
微生物污染的原因可分为2个阶段：实验准备阶段和实验操作过程。准备阶段的原因包括：实验耗材灭菌不彻底；细胞房清洁度不够，增加微生物污染风险；超净台洁净度不够，消毒不够彻底，紫外线没有预先照射足够时间，表面没有用酒精擦拭；没有带无菌乳胶手套；试剂本身已经污染，没有检测出来。实验操作中的污染，往往是不够严谨，粗心大意造成，如：手从无菌试剂的上方经过；移液器操作不当，液体接触到移液器前端；移液管吸液过猛；吸头忘记更换，导致交叉污染等。
不同的微生物污染物对细胞的影响也有差别，微生物中支原体和病毒对细胞形态和技能的影响是长期的、缓慢的和潜在的。而霉菌和细菌增殖迅速，能在很短的时间内抑制细胞生长或产生毒素杀死细胞。
1）霉菌污染：种类很多，导致细胞污染的大多是曲霉菌、白色念珠菌、酵母菌、黑霉菌、孢子菌等。霉菌污染后多数在培养液中形成淡黄色或是白色的漂浮物，一般肉眼可见，较易被发现，短期内培养液多不变混浊。倒置显微镜下可以看见细胞之间有纵横交错穿行的丝状，树枝状或管状菌丝，并漂浮在培养液中。很多菌丝在高倍镜下可以看见链状排列的菌株。念珠菌及酵母菌菌株呈卵圆形，散在细胞上及细胞周边生长。处理：确认是霉菌污染，如果细胞种类不是特别的珍贵，直接放弃，并将实验环节彻底消毒。万不得已，可以尝试抗霉菌素如两性霉素B来清楚污染，实际操作中效果很难保证。
2）细菌污染：细菌污染较常见的有大肠杆菌，白色葡萄球菌，假单孢菌等。加用抗菌素的培养液可预防和排除个别一般少量细菌的污染。一旦发生细菌污染很容易发现，多数情况下培养液短时间内变黄，表明有大量酸性物质产生，出现明显浑浊现象；有时静置的培养液起初不混，但稍加震荡，就有许多混浊物漂起。倒置显微镜下观察，可见培养液中有大量圆球状颗粒物漂浮，有时在细胞表面及周围有大量细菌存在，细胞停止生长并有中毒表现。必要时可取少量培养液涂片染色检查以明确细菌种类；有的培养液改变不明显而有疑似污染，亦可向肉汤培养基内滴入少量培养液，37度培养以检测。处理：一般用抗生素的常用量的5-10倍作冲击疗法，用药24-48小时后再换常规培养液，有时在早期污染时此法有效。
3）支原体污染：支原体是一种大小介于细菌和病毒之间(最小直径0.2um)并独立生活的微生物，约有1%可通过滤菌器。支原体无细胞壁形态呈高度多形性，可为圆形、丝状或梨形，在光境下不易看清内部结构。多数支原体适合于偏碱条件下生存(PH7．6—8．0)，对酸耐受性差，对热比较敏感，对一般抗生素不敏感。支原体污染细胞后，培养液一般不发生混浊，多数情况下细胞病理变化轻微或不显著，细微变化也可由于传代、换液而缓解，因此易被忽视。但个别严重情况，可致细胞增殖缓慢，甚至从培养器皿脱落。如何确定是否有支原体污染，一般可用培养法或荧光染色法检测，市场上有多种支原体检测的试剂盒，本人试用过几种，先达基因（gendx.cn）的ERA法支原体快速检测试剂盒还不错，两步操作，20min出结果，灵敏度较高、速度比较快、操作简单灵敏，可检出的支原体覆盖范围非常比较广，超过130（亚）种。
